JP2015193589A - １，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノール（略称：ＨＦＴＢ）の効率的な製造方法を提供する。【解決手段】第１工程乃至第３工程を少なくとも含むＨＦＴＢの製造方法。第１工程： ＨＦＴＢとジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシメタンおよびジメトキシメタンからなる群から選ばれる１種以上のエーテル系溶媒とを少なくとも含む第一混合物をアルカリ金属塩基と接触させて、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルカリ金属塩と該エーテル溶媒とを少なくとも含む第二混合物を得る工程。第２工程： 第１工程で得た第二混合物から前記エーテル系溶媒を分離する工程。第３工程： 第２工程後の第二混合物を酸と接触させて、ＨＦＴＢを得る工程。【選択図】なし

Description

本発明は、医農薬中間体や電子材料用溶剤として有用な化合物である１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールの製造方法に関する。

フッ素原子の持つ電気陰性度や電子吸引効果といった特徴を利用し、含フッ素有機化合物は撥水性、透明性、低誘電性、特異な生理活性、ミミック効果、などの特徴を有する。このため先端材料分野及び医農薬中間体などの分野で活発な研究開発が行われている。

下記式（１）で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノール（略称：ＨＦＴＢ）は医農薬中間体や電子材料用溶剤として有用な化合物であり、これまでにも合成例や利用例が報告されている（例えば、特許文献１および２、非特許文献１〜４など。）。

合成例の一つとして、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）などの極性溶媒中で、下記式（２）で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロアセトン（略称：ＨＦＡ）とメチルマグネシウムクロライドとからＨＦＴＢを得る方法が知られている（特許文献１、非特許文献１）。

特開２００２−８８０２５号公報 特開昭６１−２９１５３３号公報

Journal fuer Praktische Chemie/Chemiker-Zeitung (1997), 339(5), 479-481 Huagong Shenchan Yu Jishu (2007), 14(3), 1-3 izevestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Khimicheskaya(1960), 686-92 e-EROS Encyclopedia of Regents for Organic Synthesis (2005),15. OCT.

上述のように、ＨＦＴＢを製造する方法がいくつか知られているが、ＨＦＴＢは、反応溶媒として用いられるジエチルエーテルと共沸する。そのため、蒸留によって、ＨＦＴＢとジエチルエーテルとを含む共沸混合物から高純度のＨＦＴＢを得ることは難しい。また、本明細書において開示するように、ジエチルエーテル以外にも、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシメタンおよびジメトキシメタンも、ＨＦＴＢと共沸混合物または共沸混合物様となる。そのため、蒸留によって、ＨＦＴＢと、このようなエーテル系溶媒とを含む混合物系から高純度のＨＦＴＢを得ることは難しいことが判明した。

本発明は、ＨＦＴＢと、このようなエーテル系溶媒とを含む混合物系から、ＨＦＴＢを効率的に製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、ＨＦＴＢと、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン（略称：２−ＭｅＴＨＦ）、ジエトキシメタンおよびジメトキシメタンからなる群から選ばれる１種以上のエーテル系溶媒とを含む混合物をアルカリ金属塩基と接触させることで得られる、ＨＦＴＢから変換されたＨＦＴＢのアルカリ金属塩（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルカリ金属塩）は、該エーテル系溶媒と分離が容易であることを見出した。次いで、前記エーテル系溶媒と分離した後のＨＦＴＢのアルカリ金属塩を酸と接触させてＨＦＴＢを製造し、本発明を完成させた。

本発明は以下の発明１乃至発明１４を含む。
［発明１］
以下の第１工程乃至第３工程を少なくとも含むことを特徴とする、式（１）：

で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールを製造する方法。
第１工程：
式（１）で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールと、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシメタンおよびジメトキシメタンからなる群から選ばれる１種以上のエーテル系溶媒とを少なくとも含む第一混合物を
アルカリ金属塩基と接触させて、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルカリ金属塩と該エーテル系溶媒とを少なくとも含む第二混合物を得る工程。
第２工程：
第１工程で得た第二混合物からエーテル系溶媒を分離する工程。
第３工程：
第２工程後の第二混合物を酸と接触させて、式（１）で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールを得る工程。
［発明２］
１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルカリ金属塩が、一般式（３）：

（式中、Ｙはアルカリ金属原子を表す。）
で表される化合物であることを特徴とする、発明１の方法。
［発明３］
一般式（３）中のＹがリチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子であることを特徴とする、発明２の方法。
［発明４］
一般式（３）中のＹがナトリウム原子またはカリウム原子であることを特徴とする、発明２または発明３の方法。
［発明５］
アルカリ金属塩基が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属水素化物およびアルカリ金属炭酸塩からなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする、発明１の方法。
［発明６］
アルカリ金属塩基が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムからなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする、発明５の方法。
［発明７］
アルカリ金属塩基が、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムであることを特徴とする、発明５または発明６の方法。
［発明８］
前記第２工程後の第二混合物に含まれるエーテル系溶媒の残存量が、該１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルカリ金属塩に対して５質量％以下であることを特徴とする、発明１乃至発明７の何れか一の方法。
［発明９］
前記第２工程を、１０℃以上５０℃以下の温度での第二混合物の蒸留により行うことを特徴とする、発明１乃至発明８の何れか一の方法。
［発明１０］
前記第２工程を、１ｋＰａ以上５ｋＰａ以下の圧力での第二混合物の蒸留により行うことを特徴とする、発明１乃至発明９の何れか一の方法。
［発明１１］
前記第３工程において、使用される酸が一般式（４）：

（式中、Ｒ^１は、水素原子または炭素数３〜６の環状、炭素数１〜６の直鎖状もしくは炭素数３〜６の分岐鎖状の炭化水素基を表す。）
で表されるカルボン酸、
または、塩酸、硫酸、硝酸およびリン酸からなる群から選ばれる１種以上の無機酸であることを特徴とする、発明１乃至発明１０の何れか一の方法。
［発明１２］
Ｒ^１がメチル基であることを特徴とする、発明１１の方法。
［発明１３］
第３工程で得た１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールをさらに精製することを特徴とする、発明１乃至発明１２のいずれか一の方法。
［発明１４］
前記第一混合物として、
前記エーテル系溶媒存在下、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロアセトンと、メチルマグネシウムハロゲン化物またはメチルリチウムとを反応させて反応溶液を得て、次いで、該反応溶液を酸と接触させて得られる反応混合物、
を用いることを特徴とする、発明１乃至発明１３の何れか一の方法。

本明細書において、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシメタンおよびジメトキシメタンからなる群から選ばれる１種以上のエーテル系溶媒を、単に「エーテル系溶媒」と称することがある。

本発明によれば、ＨＦＴＢと、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシメタンおよびジメトキシメタンからなる群から選ばれる１種以上のエーテル系溶媒とを含む混合物系から、効率的にＨＦＴＢを製造することができる。

以下、本発明を構成する各要素について説明する。本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。

＜第１工程＞
まず、式（１）で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノール（略称：ＨＦＴＢ）と、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシメタンおよびジメトキシメタンからなる群から選ばれる１種以上のエーテル系溶媒とを少なくとも含む第一混合物を、アルカリ金属塩基と接触させて、一般式（３）で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルカリ金属塩［「ＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）」と称することがある。以下同じ。］と該エーテル系溶媒とを少なくとも含む第二混合物を得る工程（「第１工程」という。）について説明する。

第１工程で用いる第一混合物には、ＨＦＴＢと、エーテル系溶媒とが、少なくとも含まれる。第一混合物はどのような経緯で得たものを用いてもよく、本工程および後述する第２工程、第３工程の実施を阻害しないものであれば副成分を含んでいてもよい。

例えば、第一混合物に含まれるＨＦＴＢの調製方法によっては、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロアセトン、メチルリチウム、ブチルリチウム、マグネシウムのハロゲン化物（ここで、ハロゲン化物とは、フッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物を指す。）、メタン、ヘキサン、酢酸エチル、ジブチルエーテルなどが前記副成分として第一混合物に混入する場合もあるが、本工程および後述する第２工程、第３工程の実施を阻害しない程度の含有量であればこれらの副成分は敢えて取り除く必要はなく、第１工程に供することができる。当然、これらの副成分を意図的に第一混合物に添加して第１工程に供することもできる。

第一混合物の入手方法または調製方法は特に限定されない。その一例として、エーテル系溶媒存在下、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロアセトン（略称：ＨＦＡ）と、メチルマグネシウムハロゲン化物（ここで、ハロゲン化物とは、フッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物を指す。）またはメチルリチウムとを反応させて反応溶液を得て、次いで、該反応溶液を酸と接触させて得られる反応混合物を、第一混合物として用いてもよい。ここで、メチルマグネシウムハロゲン化物またはメチルリチウムの使用量は特に限定されない。メチルマグネシウムハロゲン化物またはメチルリチウムの使用量は、基本的には、ＨＦＡ１当量に対して１当量であるが、ＨＦＡ１モルに対して０．１モル以上１０モル以下であってもよく、０．９モル以上２モル以下が好ましく、１．１モル以上１．２モル以下が特に好ましい。反応温度は特に限定されないが、−７８℃以上＋８０℃以下であってもよく、−２０℃以上＋５０℃以下が好ましく、０℃以上２０℃以下が特に好ましい。反応時間は特に限定されないが、１時間以上２４時間以内であってもよく、２時間以上８時間以内が好ましく、３時間以上６時間以内が特に好ましい。１時間以上であれば反応温度を制御しやすく、２４時間以内であれば効率的に反応を進行させることができる。また、前記酸の種類は特に限定されないが、後述の第３工程で用いる酸として説明する酸と同様の種類のものを使用することができる。前記反応溶液を前記酸と接触させる際の温度は特に限定されないが、−７８℃以上＋８０℃以下であってもよく、−２０℃以上＋５０℃以下が好ましく、０℃以上３０℃以下が特に好ましい。また、接触時間は特に限定されないが、１０分間以上４時間以内であってもよく、３０分間以上３時間以内が好ましく、４５分間以上２時間以内が特に好ましい。１０分間以上であれば反応溶液と酸との接触温度を容易に制御することができ、４時間以内であれば効率的に反応混合物を得ることができる。また、前記反応溶液を前記酸と接触させる際には、水を用いてもよい。水を用いる場合、前記反応混合物に含まれる反応原料や反応副生成物などの不純物を伴う水層を有機層から取り除き、該有機層を第一混合物として用いることが好ましい。

第１工程で用いるＨＦＴＢとエーテル系溶媒とは、共沸混合物または共沸混合物様となり互いに分離することが困難である。なお、共沸混合物様という用語は、共沸混合物のように挙動する組成物、すなわち沸騰または蒸発中に形成される蒸気の組成が元の液体の組成と同一かまたは実質的に同一であることを指す。沸騰または蒸発によって、液体の組成は、あったとしても最小または無視できる程度しか変化しない。これは、沸騰または蒸発中に液体の組成が相当な程度変化する非共沸混合物様の組成物と対比されるものである。

第１工程で用いる第一混合物におけるＨＦＴＢとエーテル系溶媒との組成比は、特に限定されない。第１混合物中に含まれるＨＦＴＢ１モルに対して、エーテル系溶媒が０．１モル以上２０モル以下であってもよく、３モル以上１０モル以下が好ましく、５モル以上７モル以下が特に好ましい。０．１モル以上であれば、目的物の収率の低下を抑制することができ、２０モル以下であれば、反応後の後処理が容易であり、経済的でもある。

第１工程において、ＨＦＴＢをＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）に十分に変換されない場合、反応系中に未反応のＨＦＴＢが残存することがある。未反応のＨＦＴＢが残存する場合、ＨＦＴＢは依然として該エーテル系溶媒と分離が困難である。そのため、後述の第２工程において前記エーテル系溶媒とともにＨＦＴＢも、ＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）を含む第二混合物から分離されるため、結果として、本発明におけるＨＦＴＢの生産性が低下してしまう。したがって、ＨＦＴＢを効率的にＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）に変換することが重要となる。ＨＦＴＢを効率的にＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）に変換するための方法を以下に説明する。

第１工程では、第一混合物をアルカリ金属塩基と接触させることにより、第一混合物中に含まれるＨＦＴＢをアルカリ金属塩基と反応させて、該ＨＦＴＢをＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）に変換する。

第１工程で用いるアルカリ金属塩基の種類は、特に限定されず、アルカリ金属を有する無機塩基化合物または有機塩基化合物を使用することができる。中でも、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属水素化物およびアルカリ金属炭酸塩からなる群から選ばれる１種以上を好ましく用いることができる。このアルカリ金属塩基におけるアルカリ金属の種類は、特に限定されないが、工業的な製造においてはリチウム、ナトリウムおよびカリウムが好ましい。アルカリ金属水酸化物としては、具体的には、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられ、アルカリ金属水素化物としては、具体的には、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどが挙げられ、アルカリ金属炭酸塩としては、具体的には、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。これらの中でも、得られるＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）の熱安定性に優れ、エーテル系溶媒との分離が容易であることから、アルカリ金属がナトリウム原子またはカリウム原子である塩基化合物、すなわち、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウムが好ましい。また、水に対する高い溶解度を示し、所望の反応が円滑に進行するため、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが特に好ましく、水酸化カリウムがさらに好ましい。これらのアルカリ金属塩基は単独で用いてもよいし、複数種類を併用してもよい。ＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）における一般式（３）中のＹは、第１工程で用いるアルカリ金属塩基のアルカリ金属原子に由来する。

第１工程におけるアルカリ金属塩基の使用量は、第一混合物中に含まれるＨＦＴＢがＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）に変換されれば、特に限定されない。アルカリ金属塩基の使用量は、基本的には、第一混合物中に含まれるＨＦＴＢ１当量に対して１当量であるが、０．１当量以上１０当量以下であってもよく、０．９当量以上２当量以下が好ましく、１．０当量以上１．５当量以下が特に好ましい。０．１当量未満の場合、目的物の収率が低下することがあり、１０当量を越える場合、反応に関与しないアルカリ金属塩基が多くなるため反応後の後処理が煩雑となることがあり、経済的にも無駄となる。アルカリ金属塩基の使用量をモル換算で表すと、アルカリ金属水酸化物やアルカリ金属水素化物のような１個のアルカリ金属原子を構成成分として含むアルカリ金属塩基の場合には、ＨＦＴＢ１モルに対して０．１モル以上１０モル以下であってもよく、０．９モル以上２モル以下が好ましく、１．０モル以上１．５モル以下が特に好ましい。アルカリ金属炭酸塩のような２個のアルカリ金属原子を構成成分として含むアルカリ金属塩基の場合には、ＨＦＴＢ１モルに対して０．０５モル以上５モル以下であってもよく、０．４５モル以上１モル以下が好ましく、０．５０モル以上０．７５モル以下が特に好ましい。

第１工程に用いるアルカリ金属塩基は、第一混合物と直接接触させることができるが、反応効率の観点から、アルカリ金属塩基の水溶液として第一混合物と接触させることが好ましい。このときの前記アルカリ金属塩基の水溶液中のアルカリ金属塩基の濃度は特に限定されない。反応効率、反応後の後処理、経済的な観点から、３０質量％以上５０質量％以下が好ましい。

第１工程ではさらに反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒を用いる場合、その種類は、用いる反応原料、目的物が可溶であり、所望の反応を阻害しないものであれば特に限定されない。具体的にはジオキサンなどの環式エーテル類や、ジイソプロピルエーテル、メチル-ｔｅｒｔ-ブチルエーテル、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどの鎖状エーテル類や、キシレン、トルエンなどの芳香族系溶媒、フロン、代替フロン、パーフルオロ化合物などのフッ素系溶剤などが使用可能である。これらの溶媒は単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。

第１工程において反応溶媒を使用する場合、その使用量は、第１混合物中に含まれるＨＦＴＢに対して１質量％以上１０００質量％以下であればよい。中でも３０質量％以上５００質量％以下が好ましく、５０質量％以上２００質量％以下が特に好ましい。

第１工程における反応温度は、−７８℃以上＋８０℃以下であればよい。中でも−２０℃以上＋５０℃以下が好ましく、０℃以上３０℃以下が特に好ましい。

第１工程は、バッチ型反応だけでなく、フロー型反応で行うこともできる。

第１工程で得られる第二混合物には、ＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）の他に、第一混合物中に含まれていたエーテル系溶媒も含まれる。その他に未反応原料、前記反応溶媒などが含まれることがある。

第１工程で得られた第二混合物は、特別な処理をすることなくそのまま第２工程に供することができる。

＜第２工程＞
次に、第１工程で得られた第二混合物からエーテル系溶媒を分離する工程（「第２工程」という。）について説明する。

第二混合物からエーテル系溶媒を分離する方法は、特に限定されない。例えば、蒸留などの一般的な分離操作を採用することができる。分離後の第二混合物には、完全に分離することができなかったエーテル系溶媒が含まれることもあるが、前記分離後の第二混合物に含まれるエーテル系溶媒の残存量は、前記分離後の第二混合物に含まれるＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）に対して５質量％以下であることが好ましく、１質量％以下であることがさらに好ましい。

第２工程におけるエーテル系溶媒の分離は、蒸留により行うことが好ましい。蒸留を行う場合の操作温度は、操作圧力に依存するが、下限としては通常０℃以上であればよく、１０℃以上が好ましく、３０℃以上が特に好ましい。上限としては通常８０℃以下であればよく、ＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）からＨＦＴＢが放出され難いことから、５０℃以下が好ましい。これらの中でも、１０℃以上５０℃以下が好ましく、３０℃以上５０℃以下が特に好ましい。また、この蒸留操作における圧力は、１ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下であればよい。中でも１ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下が好ましく、１ｋＰａ以上５ｋＰａ以下が特に好ましい。このような温度範囲であり、かつ、このような圧力範囲で蒸留を行うことで、エーテル系溶媒を効率的に第二混合物から分離することができ、続く第３工程を経ることで、効率的にＨＦＴＢを得ることができる。

前記蒸留操作に用いる蒸留装置は特に限定されない。例えば、エバポレーターや蒸留塔などを用いることができる。蒸留塔の形式は、特に制限されない。充填塔、棚段塔などの一般的に用いられる蒸留塔を用いることができる。さらには棚段部分と充填物の充填された部分とをあわせもつ棚段−充填混合塔方式のものも用いられる。充填塔に充填する充填物としては、たとえばラシヒリング、ポールリング、テラレット（登録商標）等、既存のものを用いることができる。

前記蒸留操作は、連続式で行なうことも、回分式で行なうことも可能である。

第２工程における蒸留操作の好ましい態様の一例を示す。まず、ＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）とエーテル系溶媒を含む混合溶液（第二混合物）を、蒸留装置を備えた容器に投入する。次いで、容器内温度が４０℃以上５０℃以下となるまで加熱しつつ、圧力が１０ｋＰａ以上２０ｋＰａ以下となるまで徐々に減圧し、エーテル系溶媒を混合溶液から留去する。エーテル系溶媒の留去が進むと、混合溶液中からＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）が析出し、取り扱いづらくなる場合がある。この場合、水を加えることで、析出したＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）を溶解することができ、取り扱いやすくなる。このとき、水の添加量は特に限定されないが、ＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）の質量に対して５０質量％以上１０００質量％以下であってもよく、５０質量％以上５００質量％以下が好ましく、５０質量％以上３００質量％以下が特に好ましい。最終的に、前記容器内の温度が約５０℃、圧力が約２ｋＰａとなるように調節する。蒸留操作の終点は、容器内に残存する混合溶液をサンプリングし、ガスクロマトグラフィーなどの定量分析により決定する。このときの分析結果として、ＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）の質量に対して前記エーテル系溶媒が５質量％以下、より好ましくは１質量％以下になるまで、蒸留を継続することが好ましい。

＜第３工程＞
次に、第２工程でエーテル系溶媒を分離した後の第二混合物を酸と接触させて、ＨＦＴＢを得る工程（「第３工程」という。）について説明する。第３工程では、第２工程後の第二混合物に含まれるＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）が酸によって中和され、ＨＦＴＢに変換される。

第３工程で用いる酸は、特に限定されない。具体的に例えば、下記一般式（４）で表されるカルボン酸や、塩酸、硫酸、硝酸およびリン酸からなる群から選ばれる１種以上の無機酸を用いることが好ましい。

（式中、Ｒ^１は水素原子または炭素数３〜６の環状、炭素数１〜６の直鎖状もしくは炭素数３〜６の分岐鎖状の炭化水素基を表す。）

このカルボン酸としては、具体的には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸などの直鎖状のカルボン酸や、２−メチルペンタン酸、３−メチルペンタン酸、２，２−ジメチルブタン酸、２，３−ジメチルブタン酸、３，３−ジメチルブタン酸、２−エチルブタン酸、ピバル酸、ヒドロアンゲリカ酸、イソ吉草酸、イソ酪酸などの分岐鎖を有するカルボン酸や、ギ酸などが挙げられる。これらのカルボン酸は公知の方法で合成することができる他、試薬としても容易に入手可能である。中でも、酢酸が特に好ましい。これらのカルボン酸や無機酸は単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

第３工程における酸の使用量は、基本的には、第１工程で使用されたアルカリ金属塩基１当量に対して１当量であるが、前記アルカリ金属塩基１モルに対して０．１モル以上２モル以下であってもよく、０．９モル以上２モル以下が好ましく、１．０モル以上１．５モル以下が特に好ましい。０．１モル未満の場合、中和が不十分となり目的物の収率が低下することがあり、２モルを越える場合、反応に関与しない酸が多くなるため中和後の後処理が煩雑となり、経済的にも無駄となる。

第３工程におけるＨＦＴＢアルカリ金属塩（３）と酸とを接触させる際の温度は、特に限定されない。０〜１００℃であってもよく、０〜５０℃が好ましく、０〜３０℃が特に好ましい。

第３工程後の後処理は、有機合成における一般的な精製操作を採用することにより、高純度のＨＦＴＢを得ることができる。この精製操作としては、例えば、精密蒸留、エバポレータによる留去、単蒸留などが挙げられ、これらの精製操作は組み合わせて行ってもよい。このＨＦＴＢには、第１工程、第２工程で用いた反応原料、反応溶媒、副反応生成物などが含まれることがあるが、その場合にはさらに精製操作を施すことで、さらに高純度のＨＦＴＢを得ることができる。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［調製例１］（メチル化剤：ＭｅＭｇＣｌ、溶媒：ＴＨＦ）
２Ｍ濃度のＭｅＭｇＣｌ／ＴＨＦ溶液１９８ｇ（０．４モル）を攪拌器、温度計、圧力計、サンプリング管を備えたＳＵＳ製１０００ｍＬ−オートクレーブに投入し、気密を確認した。その後、内温が３０℃を超えないように１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロアセトン６０ｇ（０．３６モル）を導入し、導入終了後室温で１時間反応した。次に攪拌羽根、温度計、滴下漏斗を備えた１０００ｍＬの４つ口ガラスフラスコに、酢酸２６ｇ（０．４４モル）と水２００ｇを混合した。ここに反応液を内温が３０℃を超えないように滴下し、滴下終了後３０分間攪拌した。分液漏斗に移し、有機層と水層との二層に分離し、有機層を２２０ｇ得た。得られたＴＨＦを成分として含む有機層を^１９Ｆ−ＮＭＲにより定量したところ、この有機層中にＨＦＴＢは６２ｇ含まれており、粗収率は、導入した１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロアセトンを基準として９５％であった。このＴＨＦとＨＦＴＢを含む有機相を調製混合物１と呼ぶ。

［調製例２］（メチル化剤：メチルリチウム、溶媒：ジエトキシメタン）
２Ｍ濃度のＭｅＭｇＣｌ／ＴＨＦ溶液１９８ｇ（０．４モル）の代わりに３Ｍ濃度のメチルリチウム／ジエトキシメタン溶液１３２ｇ（０．４モル）を用いた以外は調製例１と同様の方法によりＨＦＴＢを調製した。その結果、ジエトキシメタンを含み、ＨＦＴＢを５８ｇ含む調製混合物２を得た。

［調製例３］（メチル化剤：ＭｅＭｇＣｌ、溶媒：２−ＭｅＴＨＦ）
２Ｍ濃度のＭｅＭｇＣｌ／ＴＨＦ溶液１９８ｇ（０．４モル）の代わりに２Ｍ濃度のＭｅＭｇＣｌ／２−ＭｅＴＨＦ溶液１９８ｇ（０．４モル）を用いた以外は調製例１と同様の方法によりＨＦＴＢを調製した。その結果、２−ＭｅＴＨＦを含み、ＨＦＴＢを５６ｇ含む調製混合物３を得た。

［調製例４］（メチル化剤：メチルリチウム、溶媒：ジメトキシメタン）
２Ｍ濃度のＭｅＭｇＣｌ／ＴＨＦ溶液１９８ｇ（０．４モル）の代わりに３Ｍ濃度のメチルリチウム／ジメトキシメタン溶液１３２ｇ（０．４モル）を用いた以外は調製例１と同様の方法によりＨＦＴＢを調製した。その結果、ジメトキシメタンを含み、ＨＦＴＢを５７ｇ含む調製混合物４を得た。

［実施例１］（ＨＦＴＢカリウム塩）
ポリテトラフルオロエチレン被覆攪拌子、温度計、滴下漏斗を備えた３００ｍＬの４つ口ガラスフラスコに、調製例１で調製した調製混合物１（２２０ｇ）を移し、内温が３０℃を超えないように５０質量％水酸化カリウム水溶液［ＫＯＨ：２７ｇ（０．４８モル）］を滴下し、滴下終了後３０分間攪拌した。この反応液を５０℃に加熱し、２ｋＰａまで徐々に減圧を行い、ＴＨＦが１質量％以下になるまで留去して１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム（純度７３％）を得た。ＴＨＦ留去終了後、内温が３０℃を超えないように酢酸２９ｇ（０．４８モル）を滴下し１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシカリウムを中和した。滴下終了後、１２０℃まで徐々に加熱し、炊き上がってくる留分（７２ｇ）を得た。この留分をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるＨＦＴＢが９８ＧＣ面積％、酢酸が０．１ＧＣ面積％、ＴＨＦが０．５ＧＣ面積％、その他の成分が１．４ＧＣ面積％であった。また、^１９Ｆ−ＮＭＲにより定量したところ、この留分中にＨＦＴＢは５８ｇ含まれており、粗収率は８８％であった。この粗ＨＦＴＢを精密蒸留し、純度９９．９％のＨＦＴＢを５５ｇ得た。全収率は８４％であった。

［実施例２］
酢酸２９ｇ（０．４８モル）の代わりに硫酸２４ｇ（０．２４モル）を用いた以外は実施例１と同様の方法で反応を実施した。その結果、純度９９．９％のＨＦＴＢを５０ｇ得た。全収率は７６％であった。

［実施例３］（ＨＦＴＢナトリウム塩）
５０質量％水酸化カリウム水溶液［ＫＯＨ：２７ｇ（０．４８モル）］の代わりに５０質量％水酸化ナトリウム水溶液［ＮａＯＨ：１９ｇ（０．４８モル）］を用いた以外は実施例１と同様の方法で反応を実施して反応液を得た。この反応液を５０℃に加熱し、２ｋＰａまで徐々に減圧を行い、ＴＨＦが１質量％以下になるまで留去して１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシナトリウム（純度６８％）を得た。ＴＨＦ留去終了後、実施例１と同様の方法で中和、精製を行った。その結果、純度９９．９％のＨＦＴＢを５４ｇ得た。全収率は８２％であった。

［実施例４］（ＨＦＴＢリチウム塩）
５０質量％水酸化カリウム水溶液［ＫＯＨ：２７ｇ（０．４８モル）］の代わりに１０質量％水酸化リチウム水溶液［ＬｉＯＨ：１１ｇ（０．４８モル）］を用いた以外は実施例１と同様の方法で反応を実施して反応液を得た。この反応液を５０℃に加熱し、２ｋＰａまで徐々に減圧を行い、ＴＨＦが１質量％以下になるまで留去して１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシリチウム（純度８３％）を得た。ＴＨＦ留去終了後、実施例１と同様の方法で中和、精製を行った。その結果、純度９９．９％のＨＦＴＢを４６ｇ得た。全収率は７０％であった。

［実施例５］
調製例１で調製した調製混合物１の代わりに、調製例２で調製した調製混合物２を用いた以外は実施例１と同様の方法で反応を実施した。その結果、純度９９．９％のＨＦＴＢを４６ｇ得た。全収率は７０％であった。

［比較例１］
調製例１で調製した調製混合物１を理論段数１０段で精密蒸留したところ、過剰に含まれるＴＨＦ（１２０ｇ）が蒸気温度６６℃で留出した後に、蒸気温度９５℃でＨＦＴＢとＴＨＦの共沸混合物が留出した（７５ｇ）。この留分をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるＨＦＴＢが４１ＧＣ面積％、ＴＨＦが５８ＧＣ面積％であった。この時の蒸留釜中の液体を同様にして分析したところ、ＨＦＴＢが４１ＧＣ面積％、ＴＨＦが５８ＧＣ面積％であった。これらの組成は留出終了まで変化がなく、高純度のＨＦＴＢを得ることは出来なかった。

［比較例２］
調製例１で調製した調製混合物１の代わりに、調製例２で調製した調製混合物２を用いた以外は、比較例１と同様の操作により精密蒸留を行った。その結果、共沸混合物が蒸気温度９４℃で留出した。この留分をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるＨＦＴＢが２９ＧＣ面積％、ジエトキシメタンが７０ＧＣ面積％であった。この時の蒸留釜中の液体を同様にして分析したところ、ＨＦＴＢが２９ＧＣ面積％、ジエトキシメタンが７０ＧＣ面積％であった。これらの組成は留出終了まで変化がなく、高純度のＨＦＴＢを得ることは出来なかった。

［比較例３]
調製例１で調製した調製混合物１の代わりに、調製例３で調製した調製混合物３を用いた以外は、比較例１と同様の操作により精密蒸留を行った。その結果、共沸混合物が蒸気温度９９℃で留出した。この留分をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるＨＦＴＢが３３ＧＣ面積％、２−ＭｅＴＨＦが６６ＧＣ面積％であった。この時の蒸留釜中の液体を同様にして分析したところ、ＨＦＴＢが３３ＧＣ面積％、２−ＭｅＴＨＦが６６ＧＣ面積％であった。これらの組成は留出終了まで変化がなく、高純度のＨＦＴＢを得ることは出来なかった。

［比較例４]
調製例１で調製した調製混合物１の代わりに、調製例４で調製した調製混合物４を用いた以外は、比較例１と同様の操作により精密蒸留を行った。その結果、共沸混合物が蒸気温度７８℃で留出した。この留分をガスクロマトグラフィーで分析したところ、目的物であるＨＦＴＢが６８ＧＣ面積％、ジメトキシメタンが３１ＧＣ面積％であった。この時の蒸留釜中の液体を同様にして分析したところ、ＨＦＴＢが６８ＧＣ面積％、ジメトキシメタンが３１ＧＣ面積％であった。これらの組成は留出終了まで変化がなく、高純度のＨＦＴＢを得ることは出来なかった。

［比較例５］
ポリテトラフルオロエチレン被覆攪拌子、温度計、滴下漏斗を備えた３００ｍＬの４つ口ガラスフラスコに、調製例１で調製した調製混合物１（２２０ｇ）を移し、内温が３０℃を超えないように０．２質量％水酸化カルシウム水溶液［Ｃａ（ＯＨ）_２：１３．３ｇ（０．２４モル）］を滴下し、滴下終了後３０分間攪拌した。この反応液を５０℃に加熱し、２ｋＰａまで徐々に減圧を行い、ＴＨＦおよび水を留去した。留去後の残渣について、試験例１で後述するように、ＴＧ−ＭＳ分析を行ったが、ＭＳ検出、重量減少ともに見られなかった。このことから、ジ（１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシ）カルシウムが形成されていないことが推測された。

［試験例１］ ＨＦＴＢ金属塩の熱分解温度の測定（ＴＧ−ＭＳ測定）
Ｒｉｇａｋｕ製ＴＧ−ＤＴＡ−ＰＩＭＳ４１０/Ｓを用い、窒素気流下で、試料を５℃／分で２０℃から２００℃まで昇温した。昇温過程で試料から排出されるガスを質量分析計で分析し、ＨＦＴＢに特徴的なｍ/ｚ値である１４７、１１３、および６３が確認されたときの温度を熱分解温度として求めた。ここで、試料としては、実施例１、実施例３および実施例４で得られた１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム（純度７３％）、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシナトリウム（純度６８％）および１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシリチウム（純度８３％）と、比較例５で得られた残渣を用いた。これらの結果を表１に示す。

表１から、実施例１、実施例３および実施例４で得られた１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシナトリウムおよび１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシリチウムの熱分解温度は、いずれもＨＦＴＢの沸点（６２℃）よりも高く、熱に対する安定性に優れることがわかった。中でも、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシカリウムおよび１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシナトリウムは熱に対する安定性に特に優れることがわかった。

Claims (14)

1. 以下の第１工程乃至第３工程を少なくとも含むことを特徴とする、式（１）：
   

   

   で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールを製造する方法。
   第１工程：
   式（１）で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールと、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシメタンおよびジメトキシメタンからなる群から選ばれる１種以上のエーテル系溶媒とを少なくとも含む第一混合物を
   アルカリ金属塩基と接触させて、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルカリ金属塩と該エーテル系溶媒とを少なくとも含む第二混合物を得る工程。
   第２工程：
   第１工程で得た第二混合物から前記エーテル系溶媒を分離する工程。
   第３工程：
   第２工程後の第二混合物を酸と接触させて、式（１）で表される１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールを得る工程。
2. １，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルカリ金属塩が、一般式（３）：
   

   

   （式中、Ｙはアルカリ金属原子を表す。）
   で表される化合物であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 一般式（３）中のＹがリチウム原子、ナトリウム原子またはカリウム原子であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 一般式（３）中のＹがナトリウム原子またはカリウム原子であることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の方法。
5. 前記アルカリ金属塩基が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属水素化物およびアルカリ金属炭酸塩からなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記アルカリ金属塩基が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムからなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記アルカリ金属塩基が、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムであることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の方法。
8. 前記第２工程後の第二混合物に含まれるエーテル系溶媒の残存量が、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブトキシアルカリ金属塩に対して５質量％以下であることを特徴とする、請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の方法。
9. 前記第２工程を、１０℃以上５０℃以下の温度での第二混合物の蒸留により行うことを特徴とする、請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の方法。
10. 前記第２工程を、１ｋＰａ以上５ｋＰａ以下の圧力での第二混合物の蒸留により行うことを特徴とする、請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の方法。
11. 前記第３工程において、使用される酸が一般式（４）：
    

    

    （式中、Ｒ^１は、水素原子または炭素数１〜６の環状、鎖状もしくは分岐鎖状の炭化水素基を表す。）
    で表されるカルボン酸、
    または、塩酸、硫酸、硝酸およびリン酸からなる群から選ばれる１種以上の無機酸であることを特徴とする、請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の方法。
12. Ｒ^１がメチル基であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 第３工程で得た１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−ｔｅｒｔ−ブタノールをさらに精製することを特徴とする、請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の方法。
14. 前記第一混合物として、
    前記エーテル系溶媒存在下、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロアセトンと、メチルマグネシウムハロゲン化物またはメチルリチウムとを反応させて反応溶液を得て、次いで、該反応溶液を酸と接触させて得られる反応混合物、
    を用いることを特徴とする、請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載の方法。